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1、计算机文化基础计算机文化基础 第一章第一章 计算机的发展与应用计算机文化基础计算机文化基础 计算机文化基础计算机文化基础 内容提要内容提要2.4 计算机应用与社会信息化计算机应用与社会信息化2.2 计算机的类型计算机的类型2.1 计算机发展史计算机发展史2.3 计算机的软件系统计算机的软件系统 内容提要内容提要 内容提要内容提要计算机文化基础计算机文化基础计算机系统计算机系统计算机发展史计算机发展史计算机文化基础计算机文化基础人类追求的计算工具人类追求的计算工具1642 Blaise Pascal加法器加法器加法器加法器Charles BabbageCharles Babbage1822 18
2、22 差分机差分机1833 1833 分析机分析机MARK IMARK IENIACENIAC电子计算机时代电子计算机时代计算机发展史计算机发展史计算机文化基础计算机文化基础 第一台电子计算机（第一台电子计算机（ENIACENIAC）5000次加法次加法/秒秒体重体重28吨吨占地占地170m218800只电子管只电子管1500个继电器个继电器功率功率150KW计算机发展史计算机发展史计算机文化基础计算机文化基础 电子恐龙的缩骨法电子恐龙的缩骨法晶体管晶体管ENIACENIAC划时代的实验装置划时代的实验装置晶体管实质上是按显微比例的真空管建造的。晶体管实质上是按显微比例的真空管建造的。电子管的
3、缺点：电子管的缺点：体积大；体积大；耗能高、散热量大。耗能高、散热量大。晶体管的优点：晶体管的优点：体积小；体积小；耗能低；耗能低；性能稳定。性能稳定。计算机发展史计算机发展史计算机文化基础计算机文化基础晶晶体体管管数数目目4004奔腾奔腾4420,000,0002,300 将电脑浓缩在一颗芯片上将电脑浓缩在一颗芯片上0.18微米芯片微米芯片10微米芯片微米芯片计算机发展史计算机发展史计算机文化基础计算机文化基础晶晶体体管管数数单单位位时时间间执执行行的的指指令令数数百万条百万条/每秒每秒每每18个月芯片能力增长一倍。个月芯片能力增长一倍。计算机第一定律计算机第一定律摩尔定律摩尔定律计算机发展
4、史计算机发展史计算机文化基础计算机文化基础第一代第一代（19461956）电子管电子管5千千4万（次万（次/秒）秒）第二代第二代（19571964）晶体管晶体管几十万几十万百万（次百万（次/秒）秒）第三代第三代（19651970）集成电路集成电路百万百万几百万（次几百万（次/秒）秒）第四代第四代（197190年代）年代）集成电路集成电路几百万几百万几亿（次几亿（次/秒）秒）1964年年911机机1966年年112机机 计算机发展的几个阶段计算机发展的几个阶段计算机发展史计算机发展史计算机文化基础计算机文化基础 计算机的商用化计算机的商用化计算机的第一个商业顾客计算机的第一个商业顾客烤面包卖茶点
5、的利昂（烤面包卖茶点的利昂（lyons）ENIACENIACEDSACEDSAC改进改进 lyons参与部分投资参与部分投资进入社会，开启办公进入社会，开启办公进入社会，开启办公进入社会，开启办公自动化理念自动化理念自动化理念自动化理念Lyons复制复制EDSACLEO LEO(Lyons Electronic Office)(Lyons Electronic Office)LEO充当充当会计师会计师计算机发展史计算机发展史计算机文化基础计算机文化基础香侬香侬香侬香侬是现代信息论的著名创始人。是现代信息论的著名创始人。1938年，香侬在发表的论文中，年，香侬在发表的论文中，首次用布尔代数进行开
6、关电路分析，并证明布尔代数的逻辑运算可首次用布尔代数进行开关电路分析，并证明布尔代数的逻辑运算可以通过继电器电路来实现。以通过继电器电路来实现。阿塔纳索夫阿塔纳索夫阿塔纳索夫阿塔纳索夫提出了计算机的三条原则：提出了计算机的三条原则：1）以二进制的逻辑基础来实现数字运算，以保证）以二进制的逻辑基础来实现数字运算，以保证 精度；精度；2）利用电子技术来实现控制、逻辑运算和算术运）利用电子技术来实现控制、逻辑运算和算术运 算，以保证计算速度；算，以保证计算速度；3）采用把计算功能和二进制数更新存储功能相分）采用把计算功能和二进制数更新存储功能相分 离的结构。离的结构。奠定现代计算机发展的重要人物和思
7、想奠定现代计算机发展的重要人物和思想Claude ShannonClaude Shannon计算机发展史计算机发展史计算机文化基础计算机文化基础 图灵与图灵机图灵与图灵机为纪念图灵对计算机的贡献，为纪念图灵对计算机的贡献，美国计算机博物馆于美国计算机博物馆于1966年年设立了设立了“图灵奖图灵奖”计算机是使用相应的程序来完成任何设定好的任务。计算机是使用相应的程序来完成任何设定好的任务。图灵机是一种思想模型，图灵机是一种思想模型，它由三部分组成：它由三部分组成：一个控制器，一条可以无限延伸的一个控制器，一条可以无限延伸的带子和一个在带子上左右移动的读带子和一个在带子上左右移动的读写头。写头。计
8、算机发展史计算机发展史计算机文化基础计算机文化基础 软件的概述软件的概述“吃软不吃硬吃软不吃硬吃软不吃硬吃软不吃硬”的的的的EDSACEDSAC存储程序工作原理的计算机决定了它的使用方式：存储程序工作原理的计算机决定了它的使用方式：编写程序和运行程序编写程序和运行程序硬件硬件软件软件软件史上的重要人物软件史上的重要人物阿黛阿黛拜伦拜伦格雷斯格雷斯霍普霍普威尔克斯威尔克斯戴维戴维韦勒韦勒计算机软件概述计算机软件概述计算机文化基础计算机文化基础 计算机世界中的中国计算机世界中的中国1952年在清华大学成立中国第一个计算机三人研究小组年在清华大学成立中国第一个计算机三人研究小组组长组长 闵大可闵大可
9、电机系教授电机系教授1954年小组经扩充和调整，并入中科院近代物理研究所年小组经扩充和调整，并入中科院近代物理研究所负责人负责人 钱三强钱三强1958年完成第一台电子计算机年完成第一台电子计算机1031959年完成大型电子计算机年完成大型电子计算机1041959年中国自行研究的年中国自行研究的107计算机问世计算机问世1965年中国开始研制第三代计算机（集成电路）年中国开始研制第三代计算机（集成电路）1977年研制成功中国第一台微机年研制成功中国第一台微机DJS050计算机发展趋势计算机发展趋势计算机文化基础计算机文化基础 计算机世界中的日本计算机世界中的日本辉煌：辉煌：打败打败Intel的芯
10、片巨人，迫使的芯片巨人，迫使Intel 于于1985年另辟年另辟战场（微处理器）战场（微处理器）笔记本电脑的领军人物笔记本电脑的领军人物失误：失误：第五代计算机（智能计算机）的开发者第五代计算机（智能计算机）的开发者高清晰度模拟电视高清晰度模拟电视计算机发展趋势计算机发展趋势计算机文化基础计算机文化基础 计算机世界中的印度计算机世界中的印度硅谷硅谷慧谷慧谷世界软件产业王国世界软件产业王国1985年，印度软件业产值为年，印度软件业产值为10001000万万万万美元美元1994年，印度软件业产值为年，印度软件业产值为1010亿亿亿亿美元美元2000年，印度软件业产值为年，印度软件业产值为5050亿
11、亿亿亿美元美元在软件出口规模和质量与总产值的比例上，在软件出口规模和质量与总产值的比例上，印度居世界第一。印度居世界第一。计算机发展趋势计算机发展趋势计算机文化基础计算机文化基础Altair 8800 计算机发展计算机发展微型化微型化计算机不再是单一的计算机器，而是一种计算机不再是单一的计算机器，而是一种信息机器，一种个人的信息机器。信息机器，一种个人的信息机器。计算机发展趋势计算机发展趋势计算机文化基础计算机文化基础CRAY-CRAY-计算机发展计算机发展巨型化巨型化运算速度可达每秒几百亿次运算的运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机超级计算机超级计算机超级计算机1975年世界上第一台超级
12、计算机年世界上第一台超级计算机“Cray-I”超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计算的高科技领域。算的高科技领域。中国超级计算机：中国超级计算机：国防科技大学研制的国防科技大学研制的“银河银河1号号”、“银河银河2号号”和和“银河银河3号号”国家职能计算机中心推出的国家职能计算机中心推出的“曙光曙光1000”和和“曙光曙光200I”银河银河银河银河计算机发展趋势计算机发展趋势计算机文化基础计算机文化基础 计算机发展计算机发展网络化网络化计算机网络：计算机网络：计算机网络：
13、计算机网络：计算机技术与通信技术结合计算机技术与通信技术结合的产物。的产物。计算机网络的发展动力：计算机网络的发展动力：计算机网络的发展动力：计算机网络的发展动力：使用远程资源，共享程序、使用远程资源，共享程序、数据和信息资源，网络用户数据和信息资源，网络用户的通讯和合作。的通讯和合作。计算机发展趋势计算机发展趋势计算机文化基础计算机文化基础 计算机发展计算机发展智能化智能化“总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的没有灵魂的机械没有灵魂的机械来来”。笛卡尔（笛卡尔（1637）人类第一个人类第一个“工业机器人工业机器人”：一头在纺织机上挑纱的一头在纺织机上挑
14、纱的“驴驴”（1742年）年）第一代机器人第一代机器人机械手（机械手（1962年出现）年出现）第二代机器人第二代机器人具有具有“感觉感觉”的机器人的机器人第三代机器人第三代机器人装有启发式计算机的装有启发式计算机的“智能机器人智能机器人”DeepblueDeepblueGarry Kasparov Garry Kasparov 计算机发展趋势计算机发展趋势计算机文化基础计算机文化基础计算机软件系统计算机软件系统软件一般可分为系统软件和应用软件。软件一般可分为系统软件和应用软件。软件一般可分为系统软件和应用软件。软件一般可分为系统软件和应用软件。系统软件通常是负责管理、控制和维护计算系统软件通常
15、是负责管理、控制和维护计算系统软件通常是负责管理、控制和维护计算系统软件通常是负责管理、控制和维护计算机的各种软硬件资源，并为用户提供一个友好机的各种软硬件资源，并为用户提供一个友好机的各种软硬件资源，并为用户提供一个友好机的各种软硬件资源，并为用户提供一个友好的操作界面，以及服务于一般目的的上机环境。的操作界面，以及服务于一般目的的上机环境。的操作界面，以及服务于一般目的的上机环境。的操作界面，以及服务于一般目的的上机环境。应用软件是专业人员为各种应用目的而开发应用软件是专业人员为各种应用目的而开发应用软件是专业人员为各种应用目的而开发应用软件是专业人员为各种应用目的而开发的程序，这些程序通
16、常是利用高级语言编程或的程序，这些程序通常是利用高级语言编程或的程序，这些程序通常是利用高级语言编程或的程序，这些程序通常是利用高级语言编程或使用应用程序的生成工具生成的。使用应用程序的生成工具生成的。使用应用程序的生成工具生成的。使用应用程序的生成工具生成的。计算机软件系统计算机软件系统计算机文化基础计算机文化基础计算机语言的发展计算机语言的发展第一代语言第一代语言第一代语言第一代语言机器语言机器语言机器语言机器语言 如：如：如：如：011011 000000 000000 000001 110101011011 000000 000000 000001 110101 其功能为：其功能为：其
17、功能为：其功能为：清除累加器，将内存清除累加器，将内存清除累加器，将内存清除累加器，将内存117117单元内容与单元内容与单元内容与单元内容与累加器内容相加。累加器内容相加。累加器内容相加。累加器内容相加。第二代语言第二代语言第二代语言第二代语言汇编语言汇编语言汇编语言汇编语言 上面的机器语言可以表示为：上面的机器语言可以表示为：上面的机器语言可以表示为：上面的机器语言可以表示为：CLA 00 017CLA 00 017第三代语言第三代语言第三代语言第三代语言高级语言、算法语言高级语言、算法语言高级语言、算法语言高级语言、算法语言第四代语言第四代语言第四代语言第四代语言非过程化语言非过程化语言
18、非过程化语言非过程化语言第五代语言第五代语言第五代语言第五代语言智能性语言智能性语言智能性语言智能性语言计算机软件系统计算机软件系统计算机文化基础计算机文化基础 计算机的应用领域计算机的应用领域科学计算（数值计算）科学计算（数值计算）信息（数据）处理信息（数据）处理过程控制（实时控制）过程控制（实时控制）计算机辅助工程计算机辅助工程人工智能人工智能计算机模拟计算机模拟计算机应用与社会化计算机应用与社会化计算机文化基础计算机文化基础 计算机文化与道德计算机文化与道德计算机是一种计算机是一种“可以传授给人知识的工具可以传授给人知识的工具”，也是，也是一种一种“无比有力的知识工具无比有力的知识工具”
19、。:计算机犯罪计算机犯罪计算机犯罪计算机犯罪:保护知识产权保护知识产权保护知识产权保护知识产权:计算机病毒：计算机病毒：计算机病毒：计算机病毒：是指编制或者在计算机程序中插入是指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者毁坏数据，影响计算机使用，的破坏计算机功能或者毁坏数据，影响计算机使用，并能自我复制的一组计算机指令或程序代码。并能自我复制的一组计算机指令或程序代码。计算机应用与社会化计算机应用与社会化计算机文化基础计算机文化基础计算机病毒的特征与分类计算机病毒的特征与分类:病毒的特征：病毒的特征：病毒的特征：病毒的特征：:传染性传染性传染性传染性:未经授权而执行未经授权而执行未经授权而
20、执行未经授权而执行:隐蔽性隐蔽性隐蔽性隐蔽性:潜伏性潜伏性潜伏性潜伏性:破坏性破坏性破坏性破坏性:不可预见性不可预见性不可预见性不可预见性病毒的特征病毒的特征病毒的特征病毒的特征 按传染方式可分为：引导型、文件型和混合型病毒按传染方式可分为：引导型、文件型和混合型病毒按传染方式可分为：引导型、文件型和混合型病毒按传染方式可分为：引导型、文件型和混合型病毒 按连接方式可分为：源码型、入侵型、操作系统型和按连接方式可分为：源码型、入侵型、操作系统型和按连接方式可分为：源码型、入侵型、操作系统型和按连接方式可分为：源码型、入侵型、操作系统型和外壳型病毒。外壳型病毒。外壳型病毒。外壳型病毒。按破坏性分类：良性病毒和恶性病毒。按破坏性分类：良性病毒和恶性病毒。按破坏性分类：良性病毒和恶性病毒。按破坏性分类：良性病毒和恶性病毒。计算机应用与社会化计算机应用与社会化